DE3705658C2

DE3705658C2 -

Info

Publication number: DE3705658C2
Application number: DE3705658A
Authority: DE
Inventors: Johann Ing. Wolfsegg At Gramberger; Ferdinand Ing. Gmunden At Mairhofer
Original assignee: Miba Sintermetall GmbH
Current assignee: Miba Sintermetall GmbH
Priority date: 1987-02-21
Filing date: 1987-02-21
Publication date: 1990-11-29
Also published as: KR960003132B1; JPS6479308A; US4917743A; DE3883557D1; KR880010264A; CA1319251C; ATE93936T1; EP0280201A1; ES2044986T3; DE3705658A1; JP2794008B2; EP0280201B1

Abstract

In order to enable a friction ring comprising a supporting ring (2) and a sintered friction lining (4) to be produced without sintering the friction lining (4) to an intermediate carrier, one initially forms a self-supporting shaped strip (5) from a compacted dry powder material (1), by presintering or bonding using a bonding agent, whereafter the shaped strip (5) is pressed into the supporting ring (2) and the friction lining (4) is produced by final sintering.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Reibringes mit einer konischen Reib fläche, wobei ein aus einem Sinterwerkstoff vorgefertigter Reibbelag mit einem Stützring verbunden wird.The invention relates to a method for manufacturing a friction ring with a conical friction surface, one prefabricated from a sintered material Friction lining is connected to a support ring.

Die bei Sinterkörpern auftretenden Werkstoffporen bringen beim Einsatz von solchen Werkstoffen für Reibbeläge Vorteile mit sich, die bei Reibscheiben mit einer ebenen Reibfläche einfach ausgenützt werden können, weil das aus verschiedenen Komponenten bestehende Sinterpulver genau dosiert auf den Scheibenkörper aufgebracht und in einer Reihe von Verfahrens schritten gesintert und verdichtet werden kann, wobei sich beim Sintern eine gute Verbindung zwischen dem Reibbelag und dem Scheibenkörper ergibt.Bring the material pores that occur with sintered bodies advantages when using such materials for friction linings with itself, that with friction discs with a flat friction surface can be exploited simply because of different Existing sinter powder dosed precisely to the Disc body applied and in a number of procedures steps can be sintered and compacted, whereby a good connection between the friction lining and results in the disc body.

Reibringe, wie sie bei Synchronisiereinrichtungen von Schalt getrieben, Reibkupplungen oder Reibbremsen Verwendung finden, werden üblicherweise jedoch nicht mit Reibbelägen aus einem Sinterwerkstoff versehen, weil bereits das Auftragen des Sinterpulvers auf die konische Reibfläche Schwierigkeiten bereitet und ein Verdichten der aufgebrachten Pulverschicht über eine axiale Druckstempelbewegung nicht möglich ist. Friction rings, as used in synchronizing devices from Schalt driven, friction clutches or friction brakes are used, are usually not made with friction linings from one Sintered material because the application of the Sinter powder on the conical friction surface Difficulties and compaction of the applied No powder layer over an axial pressure stamp movement is possible.

Um trotzdem Reibringe mit einem Streusinter-Reibbelag ausrüsten zu können, ist es aus der DE-PS 34 17 813 bekannt, den Reibbelag in einer herkömmlichen Weise auf ein ebenes Trägerblech auf zusintern und dann dieses Trägerblech nach einem Biegen ent sprechend der geometrischen Form der Reibfläche des Reibringes mit dem Stützring durch ein Punktschweißen zu verbinden. Nachteilig bei diesen bekannten Reibringen ist allerdings, daß durch das Punktschweißen eine ungleichmäßige Wärmebelastung des Stützringes mit der Gefahr von Wärmespannungen auftritt, das aufgrund der Federwirkung des Trägerbleches zwischen den Schweißstellen ein genaues Nacharbeiten des Reibbelages nicht möglich ist, und daß in der Praxis wegen der bei vorgegebenen Stützringabmessungen um die Dicke des Trägerbleches verminderten Stärke des Sinterwerkstoffes keine engen Fertigungstoleranzen eingehalten werden können.To equip friction rings with a sintered friction lining to be able to, it is known from DE-PS 34 17 813, the friction lining in a conventional manner on a flat carrier plate sinter and then ent this sheet after bending speaking of the geometric shape of the friction surface of the friction ring to be connected to the support ring by spot welding. A disadvantage of these known friction rings is, however, that by spot welding an uneven heat load the support ring with the risk of thermal stress occurs, that due to the spring action of the carrier plate between the Welding points do not require precise reworking of the friction lining is possible, and that in practice because of the given at Reduce the support ring dimensions by the thickness of the carrier plate Thickness of the sintered material no tight manufacturing tolerances can be met.

Aus der DE-OS 21 39 386 ist weiter ein Verfahren zum Herstellen von Reibkörpern bekannt, bei dem zunächst aus einer Reibbelag pulvermischung durch Vorpressen und Vorsintern ohne Druck ein Preßling hergestellt wird. Der auf diese Weise hergestellte Preßling wird dann in einem weiteren Verfahrensschritt unter Anwendung von Druck durch Aufsintern mit einem Reibbelagträger verbunden.From DE-OS 21 39 386 is a method for manufacturing known from friction bodies, in which first of all from a friction lining powder mixture by pre-pressing and pre-sintering without pressure Compact is produced. The one made in this way The compact is then under in a further process step Applying pressure by sintering with a friction lining carrier connected.

Bei diesem bekannten Verfahren ist die Druckanwendung während des Aufsintern erforderlich, weil ein ebener Preßling auf einem ebenen Reibbelagträger ohne gleichzeitige Druckeinwirkung nicht zu einem mechanisch belastbaren Verbund gesintert werden könnte. In this known method, the application of pressure is during of sintering required because of a flat compact a flat friction lining carrier without simultaneous pressure not be sintered into a mechanically resilient composite could.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Herstellungsverfahren für einen Reibring der eingangs genannten Art anzugeben, mit dessen Hilfe der nicht-ebene sondern vielmehr konische Stützring in einfacher Weise mit einem Reibbelag aus einem Sinterwerkstoff versehen werden kann, ohne den Sinterwerkstoff auf einen gesonderten Träger aufbringen und diesen Träger mit dem Stützring verbinden zu müssen und ohne während des Aufsinterns des Reibbelages Druck anwenden zu müssen.In contrast, the invention is based on the object Manufacturing process for a friction ring of the aforementioned Specify the type with the help of the non-level but rather conical support ring in a simple manner a friction lining made of a sintered material can without the sintered material on a separate carrier apply and connect this carrier to the support ring must and without pressure during the sintering of the friction lining to have to apply.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß zum einen durch die folgenden Verfahrensschritte gelöst:This object is achieved on the one hand by the following Process steps solved:

- Dosed sprinkling of a sinter powder on a Document;
- Pre-sintering the sinter sprinkled on the base powder for creating a self-supporting, pressure-resistant Shaped strip;
- Cutting the shaped strip to a predetermined size;
- Simultaneous bending and pressing of the cut form strip on a conical or cylindrical Ring surface of a support ring;
- Sintering of the support ring with pressed-in shaped strips.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe kann ferner durch die folgenden Verfahrensschritte gelöst werden:The object on which the invention is based can also be achieved by the following process steps are solved:

- Setting a sinter powder using a binder and manufacture a self-supporting, pressure-resistant Shape strip from it;
- Simultaneous bending and pressing in of the shaped strip on a conical ring surface of a Support ring;
- Sintering of the support ring with pressed-in shaped strips.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst, weil man sich die Tatsache zunutze macht, daß ein vorgesinterter oder abgebun dener, selbsttragender und druckfester Formstreifen in gewissen Grenzen verformbar ist und ohne weitere Bearbeitungsschritte unmittelbar in den konischen Stützring eingepreßt werden kann, wobei gleichzeitig das erforderliche Umformen geschieht. Durch das Einpressen des Formstreifens in den Stützring wird ferner bereits zu diesem Zeitpunkt ein so formstabiler Verbund zwischen Stützring und Formstreifen erzielt, daß beim nachfolgenden Fertigsintern keine separate Druckeinwirkung mehr erforderlich ist.The object underlying the invention is based on this Way completely solved because you look at the Take advantage of the fact that a presintered or tanned certain, self-supporting and pressure-resistant shaped strips Limits are deformable and without further processing steps directly into the conical support ring can be pressed, while the required Forming happens. By pressing the strip into the support ring is also already at this point in time dimensionally stable bond between support ring and form strip achieved that no subsequent separate sintering Pressure is more required.

Da durch ein Vorsintern oder ein Abbinden mittels eines Binde mittels aus dem vorgegebenen Sinterpulver ein selbsttragender Formstreifen erhalten werden kann, der eine für die Weiterver arbeitung ausreichende Druckfestigkeit aufweist, kann für die Herstellung des Reibbelages ein gesondertes Trägerblech ent fallen, und der aus dem Sinterwerkstoff vorgefertigte Form streifen unmittelbar in den Stützring eingepreßt und unter inniger Verbindung mit dem Stützring gesintert werden. Es wird daher eine ganzflächige Verbindung zwischen dem Reibbelag und dem Stützring hergestellt, die nicht nur allen auftretenden Belastungen gerecht wird, sondern auch eine sonst sich zwischen den Verbindungsstellen ergebende, federnde Abstützung vermeidet, was sich unmittelbar in einer verbesserten Fertigungstoleranz bei einer Nachbearbeitung der Reibfläche niederschlägt. Außerdem braucht bei der Bemessung des Reibbelages die Dicke des Träger bleches nicht berücksichtigt zu werden, so daß die Dicke der Sinterpulverschicht bei der Herstellung des selbsttragenden Formstreifens entsprechend größer gewählt werden kann. Damit können die Dichte des Sinterwerkstoffes und mit der Dichte die angestrebte Porosität erheblich genauer gesteuert werden, weil sich Ungleichmäßigkeiten beim Auftragen des Sinterpulvers bei größeren Schichtstärken weniger nachteilig auswirken können. In diesem Zusammenhang ist zu berücksichtigen, daß die auf einer Unterlage aufgebrachte Sinterpulverschicht ja auf die gewünschte Schichtstärke verdichtet werden muß. Schließlich wird auch das Einarbeiten von Verdrängungsnuten für ein Schmier mittel bei einer größeren Dicke des Reibbelages einfacher.As by pre-sintering or binding by means of a bandage a self-supporting from the specified sinter powder Form strips can be obtained, one for further processing work has sufficient compressive strength, for the Production of the friction lining ent a separate carrier plate fall, and the shape prefabricated from the sintered material strip pressed directly into the support ring and under be intimately sintered with the support ring. It is therefore an all-over connection between the friction lining and the support ring made that not only all occurring Loads, but also an otherwise between avoids resilient support resulting from the connection points, which translates directly into improved manufacturing tolerance precipitates during reworking of the friction surface. Furthermore needs the thickness of the carrier when dimensioning the friction lining sheet not to be taken into account, so the thickness of the Sinter powder layer in the manufacture of the self-supporting Formstrips can be chosen correspondingly larger. In order to can change the density of the sintered material and with the density the desired porosity can be controlled much more precisely, because there are irregularities when applying the sinter powder less detrimental effect with thicker layers. In this context it should be borne in mind that the on sintered powder layer applied to the base desired layer thickness must be compressed. In the end is also the incorporation of displacement grooves for a lubricant medium easier with a larger thickness of the friction lining.

Die um die Dicke des Trägerbleches größere Schichtstärke eines trägerlosen, selbsttragenden Formstreifens bietet die Möglich keit, den Formstreifen selbst mehrschichtig aufzubauen und beispielsweise auf der dem Stützring zugekehrten Seite mit einer Haftvermittlungsschicht zu versehen, so daß die jeweiligen Verhältnisse beim Übergang vom Reibbelag auf den Stützring durch die Haftvermittlungsschicht besonders berücksichtigt werden können.The layer thickness greater by the thickness of the carrier sheet strapless, self-supporting shaped strip offers the possibility ability to build up the form strip itself in multiple layers and for example on the side facing the support ring to provide an adhesive layer so that the respective Conditions at the transition from the friction lining to the support ring particularly taken into account by the adhesive layer can be.

Erfindungsgemäß werden die Formstreifen während des Einpressens in den Stützring gebogen, was in der Praxis Segmentstreifen voraussetzt. Mit diesem Verfahrensschritt erübrigt sich eine gesonderte Biegebearbeitung der beschnittenen Formstreifen. According to the invention, the shaped strips are pressed in bent into the support ring, which in practice segment strips assumes. With this step, one is unnecessary separate bending processing of the trimmed form strips.

Besonders günstige Verhältnisse werden geschaffen, wenn der Stützring ebenfalls gesintert wird und die vorgefertigten Formstreifen in die Formpresse für den Stützring eingelegt werden, um beim Verpressen des Stützringes mit diesem geformt und anschließend gemeinsam gesintert zu werden.Particularly favorable conditions are created when the Support ring is also sintered and the prefabricated Form strips inserted in the molding press for the support ring are formed in order to press the support ring with this and then to be sintered together.

Anhand der Zeichnung wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Reibbelages mit einer konischen Reibfläche näher erläutert. Es zeigen:Using the drawing, the inventive method for Production of a friction lining with a conical Friction surface explained in more detail. Show it:

Fig. 1 einen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herge stellten Reibring mit einem gesinterten Reibbelag ausschnittsweise in einem achsnormalen Schnitt; Fig. 1 shows a set friction ring Herge by the inventive process with a sintered friction lining cutout, in a normal to the axis section;

Fig. 2 eine Anlage zur Herstellung der für den Reibbelag erforderlichen Formstreifen in einem schematischen Blockschaltbild. Fig. 2 shows a system for producing the shaped strips required for the friction lining in a schematic block diagram.

Der als Synchronring einer Synchronisiereinrichtung eines Schaltgetriebes ausgebildete Reibring nach Fig. 1 besteht aus einem mit Zähnen 1 versehenen Stützring 2, an dessen konischer oder zylindrischer innerer Ringfläche 3 ein Reibbelag 4 aus einem Sinterwerkstoff angesintert ist.The synchronizer ring as a friction ring synchronizer of a manual transmission constructed according to Fig. 1 consists of a toothed ring 1 support 2, on its conical or cylindrical inner annular surface 3, a friction lining 4 is sintered from a sintered material.

Dieser Reibbelag 4 wird durch wenigstens einen vorgefertigten, selbsttragenden Formstreifen 5 gebildet, der in den Stützring 2 eingepreßt und danach gesintert wird. Besteht der Stützring 2 ebenfalls aus einem Sinterwerkstoff, so können der Stützring 2 und der Formstreifen 5 gemeinsam gesintert werden. This friction lining 4 is formed by at least one prefabricated, self-supporting shaped strip 5 , which is pressed into the support ring 2 and then sintered. If the support ring 2 also consists of a sintered material, the support ring 2 and the shaped strip 5 can be sintered together.

Zur Herstellung des Formstreifens 5 wird gemäß Fig. 2 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zunächst das Sinter pulver über entsprechende Dosiereinrichtungen 6 auf eine Unterlage 7 aufgestreut und mittels eines Förderers 8 durch einen Sinterofen 9 geführt, in dem das streifenförmig auf getragene Sinterpulver vorgesintert wird. Hierdurch wird ein selbsttragender, für die Weiterbehandlung ausreichend druck fester Formstreifen erhalten. Der Formstreifen wird anschließend in einer Presse 10 verdichtet und mit einer Stanzvorrichtung 11 maßhaltig beschnitten.For the preparation of the shaped strip 5 Fig. 2 is first sprinkled according to one embodiment of the invention, the sintered powder via appropriate metering means 6 to a substrate 7 and guided by means of a conveyor 8 through a sinter furnace 9 in which is strip-shaped pre-sintered on borne sintered powder according to. This results in a self-supporting form strip which is sufficiently pressure-resistant for further treatment. The shaped strip is then compressed in a press 10 and trimmed to size with a punching device 11 .

Der so vorbereitete Formstreifen 5 wird dann in den Stützring 2 eingepreßt und dabei gleichzeitig entsprechend der Ringfläche 3 gebogen. Nach dem Einpressen wird der Formstreifen 5 unter einer gleichzeitigen Verbindung mit dem Stützring 2 fertig gesintert.The shaped strip 5 thus prepared is then pressed into the support ring 2 and at the same time bent in accordance with the ring surface 3 . After being pressed in, the shaped strip 5 is finished sintered with a simultaneous connection to the support ring 2 .

Beim Einpressen der Formstreifen 5 in Stützringe 2 können Schmiermittelnuten 13 in den Reibbelag 4 eingeprägt werden, wobei der Werkstoff der Formstreifen 5 in entsprechende, nutenartige Ausnehmungen 14 des Stützringes 2 verdrängt wird. Die ganzflächige Verbindung zwischen dem Stützring 2 und dem Reibbelag 4 bleibt somit gewahrt.When pressing in the form of strips 5 in support rings 2 may lubricant grooves 13 in the friction lining 4 are impressed, wherein the material of the molding strip is displaced into corresponding groove-like recesses 14 of the support ring 2. 5 The all-over connection between the support ring 2 and the friction lining 4 is thus preserved.

Nach dem Sintern der Formstreifen 5 kann der Reibbelag 4 noch spanabhebend nachbearbeitet werden, um besonders hohen Genau igkeitsanforderungen entsprechen zu können.After the shaped strips 5 have been sintered, the friction lining 4 can still be machined in order to meet particularly high accuracy requirements.

Die Formstreifen 5 können ein- oder mehrschichtig aufgebaut sein. Zu diesem Zweck braucht lediglich für einen schichtweisen Auftrag des Sinterpulvers auf die Unterlage 7 über hinterein andergeschaltete Dosiereinrichtungen 6 gesorgt zu werden. Dabei kann über eine unterschiedliche Verdichtung der einzelnen Schichten auch eine unterschiedliche Porosität erreicht werden. Dieser schichtenartige Aufbau der Formstreifen 5 kann helfen, eine besonders innige Verbindung zwischen dem Stützring 2 und dem Formstreifen 5 herzustellen.The shaped strips 5 can be constructed in one or more layers. For this purpose, it is only necessary to ensure that the sintered powder is applied in layers to the base 7 via metering devices 6 connected in series. A different porosity can also be achieved by different compression of the individual layers. This layer-like structure of the shaped strips 5 can help to establish a particularly intimate connection between the support ring 2 and the shaped strips 5 .

Anstelle einer Vorsinterung der Formstreifen 5 in einem Sinter ofen 9 kann bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung das Sinterpulver auch durch ein geeignetes Bindemittel zu ausreichend druckbeständigen Formstreifen gebunden werden. Es kommt in diesem Zusammenhang lediglich darauf an, daß die Formstreifen eine entsprechende Dichte aufweisen und in den Stützring 2 eingepreßt werden können. Der Reibbelag 4 wird nach dem Einpressen der Formstreifen 5 in den Stützring 2 gesintert.Instead of pre-sintering the shaped strips 5 in a sintering furnace 9 , in another exemplary embodiment of the invention the sintered powder can also be bonded by means of a suitable binding agent to form sufficiently pressure-resistant shaped strips. The only thing that matters in this connection is that the shaped strips have a corresponding density and can be pressed into the support ring 2 . The friction lining 4 is sintered in the support ring 2 by pressing in the form of strips. 5

Es braucht nicht besonders erwähnt zu werden, daß nicht zwangs läufig von einem ebenen Formstreifen ausgegangen werden muß. Bleibt die Umfangslänge der segmentförmigen Formstreifen begrenzt, so kann das Sinterpulver auch auf eine entsprechend gekrümmte Unterlage aufgestreut oder aufgestrichen werden, weil die notwendige Verdichtung des Sinterkörpers in einem solchen Fall noch keine besonderen Schwierigkeiten macht.Needless to say, not necessarily a flat strip of shape must frequently be assumed. What remains is the circumferential length of the segmental shaped strips limited, the sintered powder can also be adjusted accordingly sprinkled or spread on curved surface, because the necessary compression of the sintered body in one such a case does not pose any particular difficulties.

Claims

1. Method for producing a friction ring with a conical friction surface, with the method steps:

- Dosed sprinkling of a sintered powder on a base ( 7 );
- Pre-sintering of the sintered powder scattered onto the base ( 7 ) to produce a self-supporting, pressure-resistant shaped strip ( 5 );
- Cutting the shaped strip ( 5 ) to a given size;
- Simultaneous bending and pressing the cut shape strip ( 5 ) onto a conical ring surface ( 3 ) of a support ring ( 2 );
- Sintering of the support ring ( 2 ) with pressed-in shaped strip ( 5 ).

2. Method for producing a friction ring with a conical friction surface, with the method steps:

- Setting a sinter powder by means of a bandage and producing a self-supporting, pressure-resistant shaped strip ( 5 ) therefrom;
- Simultaneous bending and pressing of the shaped strip ( 5 ) onto a conical ring surface ( 3 ) of a support ring ( 2 );
- Sintering of the support ring ( 2 ) with pressed-in shaped strip ( 5 ).

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that when pressing the shaped strip ( 5 ) at the same time lubricant grooves ( 13 ) are pressed into the outer surface of the shaped strip ( 5 ).

4. The method according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the self-supporting shaped strip ( 5 ) on the side facing the support ring ( 2 ) is produced with an adhesion-promoting layer.